Smanjenje emisije ugljenika je ključno za suzbijanje efekata klimatskih promena, ali obično su vozila na gas i proizvođači najupadljiviji krivci. Međutim, informaciona i komunikaciona tehnologija (IKT) je trenutno odgovorna za između 2 i 4% globalnog ugljičnog otiska, što je u rangu sa emisijama iz vazduhoplovstva.
Očekuje se da će emisije iz IKT-a samo rasti, što je nusprodukt toga kako svakodnevni uređaji poput satova i automobila postaju „pametniji“. Predviđa se da će IKT biti odgovoran za 20% globalnih emisija ugljenika do 2030. godine.
Računarstvo u oblaku je jedan od ključnih faktora koji doprinosi ugljeničnom otisku IKT-a, proizvodeći dve vrste emisija: operativne, koje proizilaze iz proizvodnje električne energije; i otelotvoreni, koji potiče od proizvodnje poluprovodnika koji se koriste za proizvodnju hardverskih komponenti servera u oblaku.
Mnogi provajderi oblaka kao što su Microsoft i Google postavili su agresivne rokove za značajno smanjenje emisija u oblaku. Imajući ovo na umu, tim istraživača iz CMU-a je identifikovao novi pristup dizajnu za jedinice za čuvanje zaliha računarskog servera (SKU), koji omogućavaju oblaku da značajno smanji emisije ugljenika dok ispunjava svoje ciljeve performansi.
Tim, na čelu sa dr.sc. student Jailen Vang, kreirao je sistematski način za dizajniranje i implementaciju GreenSKU-a, koji su dizajn servera sa efikasnom emisijom ugljen-dioksida koji minimizira ukupne emisije oblaka istovremeno promovišući njegovu efikasnost. Njihovi nalazi su objavljeni kao deo ACM/IEEE 51. godišnjeg međunarodnog simpozijuma o arhitekturi računara (ISCA) 2024.
U praksi je teško balansirati između emisija i performansi.
„Količina računarskih resursa koju aplikacija koristi relativno je proporcionalna emisijama ugljenika“, rekao je Vang. „To znači da će aplikacije kojima je potrebno mnogo računarske snage, skladištenja i mrežnih mogućnosti proizvesti više emisije ugljenika.“
Da bi pomogli programerima u oblaku da uporede opcije dizajna servera sa efikasnom emisijom ugljen-dioksida, Vang i njegovi istraživački saradnici debitovali su sa sistematskom metodologijom nazvanom GSF, koja je značajna kao „prvi okvir za dobavljače oblaka koji sistematski donose odluke o dizajnu i primeni SKU servera sa efikasnom emisijom ugljenika“.
GSF je primenjen u ovom istraživanju pod proizvodnim ograničenjima Microsoft Azure i smanjio je emisiju ugljenika platforme za oko 10%. Ovako značajno smanjenje emisija Azure u oblaku može smanjiti 0,1%—0,2% globalnih emisija ugljenika do 2030. godine.
Vang i ostatak njegovog tima, koji uključuje Akshithu Sriraman, docenta za elektrotehniku i računarstvo i računarske nauke, imaju ideje o tome kako dalje ovo istraživanje.
Dok je GSF okvir prvi put testiran sa Microsoftom, okvir je zamišljen kao odskočna daska ka omogućavanju i ubrzanju dizajna servera sa efikasnošću ugljen-dioksida u domenima računarstva u oblaku, rekao je Vang.
„Porast mašinskog učenja i velikih jezičkih modela kao što je ChatGPT učiniće neophodnim postavljanje servera sa specijalizovanim hardverom u oblaku“, rekao je Vang.
Još jedan razlog da se dizajniraju serveri računarstva u oblaku sa komponentama koje su efikasnije od ugljenika je planirana zastarelost uređaja. Na primer, kada gomile potrošača nadograde svoje pametne telefone, to dovodi do više IKT otpada i proizvodnje novijih proizvoda.
„U našem radu ciljali smo na planiranu zastarelost tako što smo ponovo koristili komponente koje su povučene iz upotrebe u dizajnu naših servera sa efikasnom emisijom ugljen-dioksida. Pronalaženje načina da se hardver koristi duže, u različitim računarskim domenima, je nešto što ovaj rad motiviše,“ rekao je Vang.
